Ch.1 生物大分子2014.ppt

医学分子细胞生物学Medical Molecular and Cellular Biology 刘永明 桂林医学院生物化学与分子生物学教研室 Tel: 3680680 (office) Email: liuym@glmc.edu.cn 教材与主要参考书 教材 屈伸 冯友梅 主编《医学分子细胞生物学》（第2版），科学出版社，2002 主要参考书 1.刘永明主编《分子生物学简明教程》（第1版），化学工业出版 社，2006 2.周爱儒主编《生物化学》（第6版），人民卫生出版社，2004 3.冯作化主编《医学分子生物学》 （第1版），人民卫生出版， 2001 4.药立波主编《医学分子生物学》（第2版），人民卫生出版社， 2004 生物大分子 生物化学与分子生物学教研室 刘永明 教学内容 第一节 概述 第二节 核酸 第三节 蛋白质 第一节 概述 一、生物大分子的概念 二、生物大分子的化学结构 三、生物大分子的高级结构与非共价键 一、生物大分子的概念 生物分子（Biological molecules, biomolecules）是组成生物体和/或在维持生物体活动中发挥重要作用的有机物。 生物体内由小分子如氨基酸、核苷酸等聚合而成的种类繁多、结构复杂、功能多样的高分子物质称为生物大分子（macromolecule） 。 包括蛋白质、核酸和高分子的碳氢化合物 分子量 104—1012 二、生物大分子的化学结构 一定的结构单位 氨基酸、核苷酸和单糖 一定的排列顺序 一级结构 一定的连接方式 肽键、磷酸二酯键和糖苷键 三、生物大分子的高级结构与非共价键 生物大分子的各项生物学功能均离不开正确高级结构的形成。 与高级结构形成有关的非共价键主要有氢键、疏水作用、盐键、范德华力等。 （一）氢键(hydrogen bond) 由电负性原子与氢形成的基团如N-H和O-H具有很大的偶极矩，成键电子云分布偏向负电性大的原子，因此氢原子核周围的电子分布就少，正电荷的氢核（质子）就在外侧裸露。这一正电荷氢核遇到另一个电负性强的原子时，就产生静电吸引，即所谓氢键。 氢键能介于3-7kcal/mol。 氢键 （二）疏水作用（hydrophobic interaction) 为了减少有序水分子的数量，非极性分子有聚集在一起形成最小疏水面积的趋势，保持这些非极性分子聚集在一起的力则称为疏水相互作用。 疏水作用 （三）范德华力(van der waals force） 是原子间的一种近距离相互作用力。 作用力的大小与1/r6成正比。 （四）离子键（ionic bonds） 又称盐键，它是正电荷与负电荷之间的一种静电相互作用。 第二节 核酸 一、DNA的结构与功能 二、RNA的结构与功能 三、核酸的变性、复性与杂交 一、DNA的结构与功能 (一) DNA由多核苷酸链组成 (二) DNA的双螺旋结构 (三) DNA二级结构的多态性 (四) 超螺旋及染色体结构 DNA由多核苷酸链组成 核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链。 DNA的双螺旋结构(double helix model) 最初用铁丝构筑的DNA分子模型 DNA二级结构的多态性 超螺旋及染色体结构 二、RNA的结构与功能 (一) mRNA的结构与功能 (二) tRNA的结构与功能 (三) rRNA的结构与功能 (四) 其他RNA分子襻 (一) mRNA的结构与功能 (二) tRNA的结构与功能 (三) rRNA的结构与功能 (四) 其他RNA分子 核内小RNA: 参与hnRNA的剪接、转运 核仁小RNA: rRNA的加工和修饰 胞质小RNA: 蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分 催化性小RNA 小片段干涉 RNA 剪接（splicing） Small interfering RNA, siRNA Model for RNAi 首先外源导入的双链核糖核酸(dsRNA)被特异性核糖核酸酶Dicer切割为21~23nt的小分子干扰核糖核酸(siRNA)。 然后siRNA结合到核糖核酸酶复合物上形成RNA诱导的基因沉默复合体（RISC，RNA-induced silencing complex）。该复合体依赖ATP释能而解聚siRNA双链成单链以激活RISC。 活化的RISC通过由siRNA决定的碱基互补配对原理切割具有同源序列的基因转录体，最终导致基因沉默效应。 第三节 蛋白质 一、蛋白质的结构 二、蛋白质结构与功能的关系 一、蛋白质的结构 （一）蛋白质的基本结构，即蛋白质的一级结构。 蛋白质的一级结构指多肽链中氨基